SWT声雷达探测系统对大气边界层声回波信号的变换与检测

在SWT声雷达探测系统中,采用作者提出的检测声回波信号的跟踪滤波锁相方法(PLTF),提取Doppler频偏f_d的V-F-BCD变换和模块化设计,减小了锁相环(PLL)的失锁现象,改善了声雷达的测风精度,闭路同源标定结果表明SWT声雷达探测系统的测频精度优于0.1Hz,相当于测风精度可达λ/4/s(λ——发射声波长),由于环境噪声的干扰,将会使测风精度略有降低。     

多普勒声雷达测风与直接测量仪器的观测比较

文中对多普勒声雷达测风和325 m铁塔上风速、风向仪及超声风速仪的测量值进行了观测比较。结果表明,当信噪比大于1时,两种方法测量的平均风速、风向的相关较好,风速、风向廓线较为接近;声雷达测量的垂直风速平均值和均方根差比超声风速仪的测量值略偏大。这与国外进行的观测比较结果一致。 需要指出,声雷达和直接测量仪器的观测比较中存在一定差异,特别是对比每一次的观测值就可以看出,在某些情况下还存在明显差异。进一步分析声雷达测风产生偏差的原因,对误差做出合理的订正是十分必要的。     

L波段雷达低空低仰角探测技术

根据新一代L波段测风雷达的测风原理,探讨了海岛测站在大风、台风天气雷达低仰角探测中,低空难以实现角度自动跟踪与近距离抓球等问题。阐述了丢球的原因和解决方法,并以个例分析来说明低空低仰角丢球、旁瓣球的特征。提出在地面风速大的情况下,低空低仰角丢球可利用风速判断仰角范围、配合下风方位帮助抓球。总结L波段雷达的探测经验,为台站灵活使用L波段雷达提供借鉴。     

利用C波段雷达进行大气边界层探测的方法研究

利用呼和浩特高空站安装的C波段测风雷达，编制进行大气边界层探测和数据分析的业务软件。利用气象学和污染气象学原理从雷达测风数据中提取出大气边界层的有关数据，通过计算和分析得到制作空气污染气象条件预报所需的当地气象参数(可换算成加权值)，还能够获得反映大气边界层特征的物理量．经过一年的对比实验，效果良好。这一方法对于拓展新一代测风雷达的业务应用、科技服务和大气边界层研究有一定的作用。     

L波段雷达系统不同测风方法计算结果分析

根据广东阳江探空站L波段雷达系统观测的测风资料分析,测风记录用综合探测雷达测风方法与无斜距（或高度替代）测风方法计算的测风量得风层的结果,少数情况下会出现与理论值不相符的现象,两种测风方法计算的结果,有时会超出高空气象观测仪器总体测量准确度要求允许的误差范围。在雷达的仰角小于30°时,量得风层的风速小于3 m/s时,两种测风方法计算量得风层的风速基本相同（误差在允许范围内）,但风向有的相差较大,超出测量准确度要求允许的误差范围。当雷达仰角小于15°,量得风层的风速大于30 m/s时,两种测风方法计算量得风层的风向比较接近,但量得风层的风速有的却相差较大,超出测量准确度要求允许的误差范围。     

风廓线雷达与天气雷达风廓线数据的融合及应用

风廓线雷达与多普勒天气雷达风廓线产品均可以获取高时间分辨率的高空风信息,但两种遥感测风的探测原理及时空代表性不同。在对风廓线雷达进行质量控制处理、剔除降水粒子空间不均匀分布对数据可信度影响之后,根据风廓线雷达与天气雷达风廓线数据探测原理差异,进行不同时间代表性的风廓线数据的空间匹配试验,确定与天气雷达风廓线数据进行融合的风廓线雷达数据最优时间分辨率,结果为1 h。利用2015年7月北京南郊观象台的探空、风廓线雷达、天气雷达测风数据进行三种高空风的一致性比对,结果表明三种测风数据具有较好的一致性,均方根误差分别为2.3和2.5 m·s~(-1);60、30以及6 min不同时间代表性风廓线雷达数据与天气雷达风廓线数据之间的均方根误差分别为2.6、2.8及3.1 m·s~(-1),60 min数据的融合效果最佳,低空尤其明显。利用广东省2014年5月的风廓线雷达观测网以及天气雷达网风廓线数据进行了高空风场的融合分析试验,融合分析场提供了更为丰富的高空中尺度水平风场信息,低空的涡旋更加明显。     

风廓线雷达组网资料初步对比分析

以L波段探空雷达探测到的水平风为标准对全国风廓线雷达探测到的水平风的可信度进行评估,得到:风廓线雷达探测到的水平风在700 hPa高度以下与L波段探空雷达测风有较好的一致性;并且将风廓线雷达探测到的垂直速度与同址地面自动气象站观测到的1 h雨量进行相关性分析,得出垂直速度大小能很清楚地反映降水的开始、结束以及降水的强度;最后将全国风廓线雷达探测到的水平风进行组网对比分析,得出全国风廓线雷达探测得到的水平风在700 hPa高度下是可信的,风向可信度随探测高度的增加而增大。风速可信度随探测高度的增加而降低。     

机载多普勒激光测风雷达风场反演研究

中国科学院上海光学精密机械研究所研制出机载全固态多普勒激光测风雷达,并成功进行了试验飞行。本文介绍了机载多普勒激光测风雷达的基本参数和探测三维风场的工作原理,并对利用激光回波信号和机载辅助数据反演三维风场的详细算法进行了研究,获得了3 000 m以下高度具有较高精度的三维风场,同时用经纬仪气球测风法进行了对比验证实验,验证了机载多普勒激光测风雷达测量数据的准确性。     

利用测温声雷达回波图估算大气扩散的一种参数化方法

本文提出了一种基于湍流扩散统计理论的利用声雷达回波图估算大气扩散参数的新方法。这种新方法,仅需要从声雷达回波图上读出边界层结构的信息并取得常规地面测风资料,即可利用参数化公式进行计算,不需进行Pasquill稳定度分类。 所应用的参数化公式用外场观测资料进行了检验,表明公式计算结果与观测值比较符合。这种方法计算得到的扩散参数也与P-G扩散曲线进行了比较。     

观测高空风的新装备——风廓线雷达

风廓线雷达为最新发展起来的测风雷达,它能自动连续地获取高空风廓线。本文介绍风廓线雷达的原理、构造及性能,简要介绍了1985年美国PRE-STORM试验中风廓线雷达的试用结果,以及美国1989-1992年的试验网计划。